EP0051078A1 - Dampfkessel für die Nutzung der Abgaswärme - Google Patents

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EP0051078A1
EP0051078A1 EP80106699A EP80106699A EP0051078A1 EP 0051078 A1 EP0051078 A1 EP 0051078A1 EP 80106699 A EP80106699 A EP 80106699A EP 80106699 A EP80106699 A EP 80106699A EP 0051078 A1 EP0051078 A1 EP 0051078A1
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EP
European Patent Office
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steam
pipe
steam boiler
coil
exhaust
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Withdrawn
Application number
EP80106699A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Harald Dipl.-Ing. Lindenau
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Paul Lindenau & Co KG Schiffswerft und Maschinenfabrik GmbH
Original Assignee
Paul Lindenau & Co KG Schiffswerft und Maschinenfabrik GmbH
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Filing date
Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/18—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
    • F22B1/1807—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines using the exhaust gases of combustion engines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/30—Technologies for a more efficient combustion or heat usage

Definitions

  • the invention relates to a steam boiler for the use of the exhaust gas heat from diesel engines, systems or the like., In particular for ships, consisting of an evaporation drum, which is connected to a heat exchanger in the exhaust duct via a downpipe and a steam line and generates an inlet pressure via a height difference .
  • Boiler arrangements for exhaust gas use are already known. These systems work either with natural water circulation or as a forced circulation boiler, for example according to the Benson or La Mont principle. Water tube boilers of this type are relatively complex, since they are formed from the upper and lower drums and with an unheated downpipe, or a circulation pump is required for the forced circulation. Therefore, the effort for exhaust gas utilization was essentially justified on diesel engines with an output of more than 4000 KW. The exhaust gas utilization with smaller engine outputs therefore had to be omitted.
  • the object of the invention is to provide a boiler arrangement with little effort, which economically enables the use of the exhaust gases with smaller engine outputs for steam generation and ensures a natural cycle.
  • the heat exchanger is formed by one or more coils arranged in parallel, a check cap being arranged in the downpipe for each coil.
  • each pipe coil have its own circuit.
  • the coils are arranged in a temperature range up to 500 ° C. This ensures that the coils can also be run temporarily without water vapor content and the exhaust gas-flushed pipe material is not damaged.
  • a steam drum 1 is equipped with a feed water supply and control via a pump 2, a safety valve 3 and a water level indicator 4. Furthermore, a lead 5 leading to the consumer is connected to the steam drum 1.
  • each coil 6 is arranged in an exhaust gas duct 7.
  • Check valves 9 are arranged in front of each coil 6, which are connected to the downpipe 8 and only allow water to be supplied in the direction of the arrow 10.
  • the other end of the coil 6 is guided to the steam drum 1 as a steam line 11.
  • the circulation is made possible in that the check valves 9 close when the movement is reversed.
  • the water in the coil 6 evaporates until the existing pressure conditions allow water to enter the coil again.
  • a pulsating cycle is created, which, however, takes into account the dimensions of the pipe coils 6 very quickly and consequently ensures continuous steam generation.

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Abstract

Bei diesem Dampfkessel wird über mindestens eine Rohrschlange (6) ein Abgaskanal (7) zur Dampferzeugung angeordnet. Die Rohrschlangen (6) sind mit einer Dampftrommel (1) über ein Fallrohr (8) verbunden, wobei das Fallrohr (8) mit einer Rückschlagklappe (9) versehen ist, so daß sich nur eine Richtung für die Wasserzufuhr ergibt. Das andere Ende der Rohrschlange (6) ist als Dampfleitung (11) wieder zur Dampftrommel (1) geführt. Durch diese Anordnung bleibt die gewünschte Umlaufrichtung erhalten und ein pulsierender Kreislauf entsteht.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Dampfkessel für die Nutzung der Abgaswärme von Dieselmotoren, Anlagen oder dergl., insbesondere für Schiffe, bestehend aus einer Verdampfungstrommel, die mit einem Wärmetauscher im Abgaskanal über ein Fallrohr und eine Dampfleitung verbunden ist und über eine Höhendifferenz einen Zulaufdruck erzeugt.
  • Kesselanordnungen zur Abgasnutzung sind bereits bekannt. Diese Anlagen arbeiten entweder mit natürlichem Wasserumlauf oder als Zwangsumlaufkessel, beispielsweise nach dem Benson- oder La Mont-Prinzip. Wasserrohrkessel dieser Art sind aber relativ aufwendig, da sie aus Ober- und Untertrommel sowie mit unbeheiztem Fallrohr gebildet werden bzw. für den Zwangsumlauf eine Umwälzpumpe erforderlich ist. Es ist deshalb der Aufwand für eine Abgasausnutzung im wesentlichen auf Dieselmotoren mit einer Leistung von über 4000 KW gerechtfertigt gewesen. Die Abgasausnutzung bei kleineren Motorleistungen mußte deshalb entfallen.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Kesselanordnung mit geringem Aufwand zu schaffen, die die Ausnutzung der Abgase bei kleineren Motorleistungen für die Dampferzeugung ökonomisch ermöglicht und einen natürlichen Kreislauf gewährleistet.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß der Wärmetauscher durch eine oder mehrere parallel angeordnete Rohrschlangen gebildet ist, wobei im Fallrohr zu jeder Rohrschlange eine Rückschlagkappe angeordnet ist.
  • Hierdurch wird der Vorteil geschaffen, daß in den Rohrschlangen die gewünschte Umlaufrichtung erhalten bleibt und ein pulsierender Kreislauf entsteht. Die Rückschlagklappe schließt wenn eine entgegengesetzte Richtung eingenommen wird und das im Schlangensystem befindliche Wasser verdampft, bis die Druckverhältnisse es erlauben und Wasser wieder in die Rohrschlange eintritt. Es wird dadurch ohne eine Umwälzpumpe ein Zwangsumlauf ermöglicht, der somit auch die Ausnutzung der Abgase bei kleineren Motoren durchführbar macht.
  • Zur einfachen Ausgestaltung der Anordnung wird vorgeschlagen, daß jede Rohrschlange einen eigenen Kreislauf aufweist.
  • Weiterhin wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Rohrschlangen in einem Temperaturbereich bis 500°C angeordnet sind. Hierdurch wird gewährleistet, daß die Rohrschlangen auch zeitweise ohne Wasserdampfinhalt gefahren werden können und das abgasumspülte Rohrmaterial keinen Schaden nimmt.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung schematisch dargestellt.
  • Es ist eine Dampftrommel 1 mit einer Speisewasserzuführung und -Regelung über eine Pumpe 2, einem Sicherheitsventil 3 und einem Wasserstandsanzeiger 4 ausgerüstet. Weiterhin ist eine zum Verbraucher führende Ableitung 5 an die Dampftrommel 1 angeschlossen.
  • Zur Dampferzeugung sind parallel angeordnete Rohrschlangen 6 in einem Abgaskanal 7 angeordnet. Vor jeder Rohrschlange 6 sind Rückschlagklappen 9 angeordnet, die mit dem Fallrohr 8 verbunden sind und nur eine Wasserzufuhr in Pfeilrichtung 10 gestattet.
  • Das andere Ende der Rohrschlange 6 ist als Dampfleitung 11 wieder zur Dampftrommel 1 geführt.
  • Der Kreislauf wird dadurch ermöglicht, daß sich die Rückschlagklappen 9 schließen, wenn der Bewegungsablauf sich umkehrt. Das in der Rohrschlange 6 befindliche Wasser verdampft, bis die vorhandenen Druckverhältnisse es erlauben, daß wieder Wasser in die Rohrschlange eintritt. Es entsteht gewissermaßen ein pulsierender Kreislauf, der jedoch bei Berücksichtigung der Abmessungen der Rohrschlangen 6 sehr schnell vor sich geht und infolgedessen eine kontinuierliche Dampferzeugung gewährleistet.

Claims (3)

1. Dampfkessel für die Nutzung der Abgaswärme von Dieselmotoren, Anlagen oder dergleichen, insbesondere für Schiffe, bestehend aus einer Verdampfungstrommel, die mit einem Wärmetauscher im Abgaskanal über ein Fallrohr und eine Dampfleitung verbunden ist und über eine Höhendifferenz einen Zulaufdruck erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher durch eine oder mehrere parallel angeordnete Rohrschlangen (6) gebildet ist, wobei im Fallrohr (8) zu jeder Rohrschlange (6) eine Rückschlagklappe (9) angeordnet ist.
2. Dampfkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rohrschlange (6) einen eigenen Kreislauf aufweist.
3. Dampfkessel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrschlangen (6) in einem Temperaturbereich bis 500°C angeordnet sind.
EP80106699A 1980-10-31 1980-10-31 Dampfkessel für die Nutzung der Abgaswärme Withdrawn EP0051078A1 (de)

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Inventor name: LINDENAU, HARALD, DIPL.-ING.